<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Drehzahlabgleich vor dem Synchronisieren von einem vorübergehend auf eine gegenüber der Nenndrehzahl abweichende, insbesondere übersynchrone Drehzahl angetriebenen Synchrongenerator zur Zuschaltung auf ein Netz, die ein Drehzahlabgleichsgerät mit zwei
Eingängen für je eine der zu synchronisierenden Spannungen einerseits der Generatorschiene anderseits der
Netzsammelschiene aufweist.
Synchrongeneratoren werden in den meisten Fällen dadurch miteinander oder mit einem Netz parallelgeschaltet, dass durch Messinstrumente oder durch ein automatisches Parallelschaltgerät überprüft wird, ob die Spannungen der parallelzuschaltenden Stromquellen nach Frequenz, Amplitude und Phasenlage gleich sind, worauf nach Erfüllung aller drei Bedingungen der Einschaltbefehl an das betreffende verbindende Schaltorgan gegeben wird.
Fällt die beschriebene Messung negativ aus, so werden meist bei mangelnder Drehzahlgleichheit
Verstellimpulse an den Sollwerteinsteller des Drehzahlreglers des Maschinensatzes gegeben und bei mangelnder
Spannungsgleichheit Verstellimpulse an den Sollwerteinsteller des Spannungsreglers. Diese Abgleichvorgänge können von Hand aus oder selbsttätig mit einem sogenannten Drehtahlabgleicher bzw. Spannungsabgleicher erfolgen.
Der Abgleich des dritten Kriteriums, der Phasenlage, erfolgt meist nur von Hand aus. Ein automatischer Abgleich würde regelungstechnisch erhebliche Schwierigkeiten bereiten.
Es kommt daher vor, dass vollautomatisch arbeitende Synchronisiereinrichtungen sehr lange zum Synchronisieren brauchen, da die Übereinstimmung der Phasenlage dabei dem Zufall überlassen wird. Der automatische Drehzahlabgleich kann so exakt sein, dass die beiden Spannungsvektoren mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen und lange Zeit keine Phasenkoinzidenz zustandekommt. Dies ist bei dem oft notwendigen raschen Einsatz von Stromerzeugern, insbesondere bei Speicherkraftwerken, sehr nachteilig.
Eine vollautomatisch arbeitende Synchronisiereinrichtung der eingangs erwähnten Art ist in der deutschen Auslegeschrift 1134740 beschrieben, bei der die Synchronisation des Generators über eine elektromagnetische Schlupfkupplung erfolgt. über diese elektromagnetische Schlupfkupplung wird die zur Synchronisation benötigte Frequenzgleichheit beim Zuschalten erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Einrichtung zum selbsttätigen Drehzahlabgleich zu schaffen, die in relativ kurzer Zeit das Zuschalten eines Synchrongenerators auf das Netz erlaubt.
Die Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in die Speiseleitung von einer der beiden Stromschienen her ein Frequenzumformer geschaltet ist, und dass bei nur einem Frequenzumformer der zweite Eingang des Drehzahlabgleichgerätes direkt an die frequenzumformerfreie Stromschiene angeschlossen ist.
Durch die erfindungsgemässe Schaltung ist die Phasengleichheit dann periodisch in kurz aufeinanderfolgenden Abständen gegeben, wobei die Drehzahlabweichung nicht so gross ist, dass wegen der Gefahr von Stromstössen kein Einschaltbefehl gegeben werden dürfte.
So kann beispielsweise ein normales Drehzahlabgleichgerät eingesetzt werden, dem jedoch nicht die beiden zu synchronisierenden Spannungen unmittelbar zugeführt werden. Mindestens eine der beiden Spannungen wird durch eine andere Wechselspannung ersetzt, die in ihrer Frequenz gegenüber der ursprünglichen um einen kleinen Wert abweicht. Das Drehzahlabgleichgerät wird dann Verstellimpulse im Sinne einer Gleichheit der Frequenzen der Ersatzspannungen abgeben und somit eine Frequenzdifferenz zwischen den ursprünglichen Spannungen einstellen.
In den Zeichnungen veranschaulichen die Fig. l und 2 zwei Ausführungsbeispiele.
Nach Fig. l kann die Erzeugung der Ersatzspannung in folgender Weise erfolgen : Ein Hilfssynchronmotor --HSM-- läuft mit einer Drehzahl gemäss der ihm über Sammelschienenspannungswandler--SSW-- zugeführten Frequenz um. Seine Drehzahl wird mittels eines Zahnradgetriebes--ZRG--auf einen Wert übersetzt, der z. B. um das Verhältnis 201 : 200 darüber liegt. Mit dieser grösseren Drehzahl wird ein Hilfssynchrongenerator--HSG--angetrieben, dessen Spannung dem Drehzahlabgleicher--DZA--an Stelle der Sammelschienenspannung zugeführt wird. Der Drehzahlabgleicher wird sodann Verstellbefehle an den Turbinenregler--TUR--in dem Sinne abgeben, dass der Hauptgenerator--SG--eine um 0, 5% höhere Drehzahl erhält, als der synchronen Drehzahl entspricht.
Die Phasengleichheit wird dann bei einer Frequenz von 50 Hz alle 4 sec gegeben sein. Da die Zuschaltung bei einem Schlupf von 1% meistens noch erfolgen darf, wird eine anstandslose Erteilung des Einschaltbefehls an den Leistungsschalter--LS--durch das in den Zeichnungen nicht dargestellte automatische Parallelschaltgerät erfolgen. Besonders günstig ist bei der dargestellten Einrichtung, dass die Generatorfrequenz beim Synchronisieren dann meist um den gewissen Betrag höher liegen wird, als die Netzfrequenz und nicht tiefer, wodurch eine Drehmomentumkehr an der Turbinenwelle vermieden wird. (Erwünschtes "Hineinziehen" des Maschinensatzes. ) überdies wird dadurch eine Fehlauslösung eines etwaigen Rückleistungsschutzes nach dem Synchronisieren vermieden. Die Einrichtung weist also mehrere Vorteile auf.
Gegebenenfalls kann zur Sicherstellung der zusätzlichen Vorteile durch eine entsprechende Zeitverzögerung der Fall ausgeschlossen werden, dass der Einschaltbefehl zufällig schon vor Überschreiten der Synchrondrehzahl erfolgt.
<Desc/Clms Page number 2>
Selbstverständlich darf die durch den Frequenzumformer gewonnene Ersatzspannung nur zum Drehzahlabgleich, nicht aber zum Spannungsabgleich oder zum Feststellen der Phasengleichheit verwendet werden. Letztere Vorgänge müssen mit den Originalspannungen erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit der Gewinnung der Ersatzspannung ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Hilfssynchronmotor-HSM-treibt dabei über ein Zahnradgetriebe-ZRG-mit einer Übersetzung 200 : 1, also sehr langsam, den Läufer einer Hilfs-Schleifringläufermaschine--SLM--in Richtung gegen das Drehfeld an. Die Schleifringläufermaschine--SLM--und der Synchronmotor--HSM--sind an die Sammelschienenspannung angeschlossen. Der Läufer gibt dann an seinen Schleifringen wieder eine Spannung ab, deren Frequenz-bei Gleichheit der Polzahlen-um 0, 5% über dem synchronen Wert liegt. Diese Spannung wird wieder dem Drehzahlabgleicher--DZA--zuge & hrt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum selbsttätigen Drehzahlabgleich vor dem Synchronisieren von einem vorübergehend auf eine gegenüber der Nenndrehzahl abweichende, insbesondere übersynchrone Drehzahl angetriebenen Synchrongenerator zur Zuschaltung auf ein Netz, die ein Drehzahlabgleichsgerät mit zwei Eingängen für je eine der zu synchronisierenden Spannungen einerseits der Generatorschiene anderseits der Netzsammelschiene
EMI2.1
Stromschienen her ein Frequenzumformer (HSM, HSG, SLM) geschaltet ist, und dass bei nur einem Frequenzumformer (HSM, HSG, SLM) der zweite Eingang des Drehzahlabgleichgerätes (DZA) direkt an die frequenzumformerfreie Stromschiene angeschlossen ist.
EMI2.2